Avaliação da Remoção de Azoto por Nitrificação e Desnitrificação Simultânea Caso de Estudo: ETAR da Base Aérea nº5

Abstract

A ETAR da Base Aérea nº 5 (BA5) em Monte Real, Leiria, cujo tratamento secundário é materializado por um processo de lamas ativadas dirigido à remoção de matéria orgânica, foi adotada como caso de estudo para avaliar a possibilidade de também remover azoto do efluente tratado através da nitrificação e desnitrificação simultânea. Para este efeito, recorreu-se a modelação com o programa ASIM, incorporando o modelo cinético ASM1 (Activated Sludge Model nº1). Procedeu-se inicialmente a uma avaliação global da ETAR e concluiu-se que o volume do reator biológico está sobredimensionado seis a nove vezes para a população que serve atualmente. A reduzida carga mássica e os elevados valores de tempo de retenção hidráulico e idade de lamas conduzem a insuficiente assimilação de azoto e problemas de sedimentabilidade das lamas no decantador secundário, que por sua vez causam o aumento das concentrações de CBO5, CQO, SST e NTOTAL do efluente tratado observado em anos recentes. De acordo com os resultados da simulação da nitrificação e desnitrificação simultânea no atual reator biológico, para atingir valores de NTOTAL próximos do limite de descarga (15 mg/L) seria necessário reduzir os setpoints máximo e mínimo de oxigénio dissolvido (OD) dos atuais níveis de 3 e 2 mg/L para 0,2 e 0,1 mg/L, respetivamente. Valores tão baixos de OD seriam difíceis de controlar e causariam bulking filamentoso e foaming no decantador secundário. Por outro lado, o aumento da razão CQO/N através da adição de uma fonte exógena de carbono, como metanol, permitiria concentrações mais elevadas de OD no reator biológico. Mantendo 0,1 mg/L como o setpoint mínimo de OD, uma razão CQO/N entre 6 e 9 permitiu operar a setpoints máximos de 0,5 a 2 mg/L, correspondendo a um consumo de metanol de 2 a 6 ton/ano. O custo total deste processo é apenas ligeiramente superior relativamente às condições atuais de operação. A remoção de azoto foi também avaliada por simulação do processo de Ludzack-Ettinger modificado. Verificou-se que para cumprir o limite de descarga de NTOTAL seria necessário um volume de reator anóxico igual ou superior ao volume aeróbio, apontando para uma desnitrificação endógena lenta devido à atual reduzida carga mássica.